Serial ATA naudojama kompiuterio saugojimui. Standartinė sąsaja leidžia lengvai įdiegti ir suderinti kompiuterius bei saugojimo įrenginius. Serijinio ryšio dizainas pasiekė savo ribas, nes daugelis kietojo kūno diskų riboja sąsajos, o ne disko našumą. Nauji ryšio tarp kompiuterio ir atminties diskų standartai, vadinami SATA Express, užpildo spragą.
SATA arba PCI Express ryšys
Esamos SATA 3.0 specifikacijos yra apribotos iki 6,0 Gb/s pralaidumo, o tai reiškia, kad apytiksliai 750 MB/s. Naudojant sąsają, efektyvus našumas ribojamas iki 600 MB/s. Daugelis dabartinių kietojo kūno diskų kartų pasiekė šią ribą ir jiems reikia tam tikros formos greitesnės sąsajos.
SATA 3.2 specifikacija, kurios dalis yra SATA Express, yra naujas ryšio tarp kompiuterio ir įrenginių standartas. Tai leidžia įrenginiams pasirinkti esamą SATA metodą, užtikrinantį atgalinį suderinamumą su senesniais įrenginiais, arba naudoti greitesnę PCI Express magistralę.
PCI Express magistralė dažniausiai naudojama palaikyti ryšį tarp procesoriaus ir išorinių įrenginių, tokių kaip vaizdo plokštės, tinklo sąsajos ir USB prievadai. Pagal dabartinius PCI Express 3.0 standartus viena PCI Express juosta apdoroja iki 1 GB/s, todėl ji yra greitesnė nei dabartinė SATA sąsaja.
Tačiau įrenginiai naudoja daugiau nei vieną juostą. Pagal SATA Express specifikacijas, diskas su nauja sąsaja gali naudoti dvi PCI Express juostas (dažnai vadinamas x2), kad būtų pasiektas galimas 2 GB/s pralaidumas. Dėl šios sąsajos pralaidumas beveik tris kartus didesnis nei ankstesnės SATA 3.0 aparatinės įrangos.
Nauja SATA Express jungtis
Naujai sąsajai reikia naujos jungties. Jis sujungia dvi SATA duomenų jungtis su trečia mažesne jungtimi, kuri skirta PCI Express ryšiui. Dvi SATA jungtys yra visiškai veikiančios SATA 3.0 prievadai. Viena SATA Express jungtis kompiuteryje gali palaikyti du senesnius SATA prievadus. Visos SATA Express jungtys naudoja visą plotį, nesvarbu, ar diskas pagrįstas ankstesniu SATA ryšiu, ar naujesniu PCI-Express. Taigi, vienas SATA Express tvarko arba du SATA diskus, arba vieną SATA Express diską.
Kadangi SATA Express pagrindu veikiantis diskas gali naudoti bet kurią technologiją, jis turi susieti su abiem, todėl naudoja du prievadus, o ne trečią alternatyvų vieną. Be to, daugelis SATA prievadų jungiasi prie PCI Express juostos, kad galėtų susisiekti su procesoriumi. Naudojant PCI Express sąsają su SATA Express disku, išjungiamas ryšys su dviem SATA prievadais, susietais su ta sąsaja.
Komandų sąsajos apribojimai
SATA perduoda duomenis tarp įrenginio ir procesoriaus. Be šio sluoksnio, viršuje veikia komandų sluoksnis. Komandų sluoksnis siunčia komandas, į ką rašyti ir ką skaityti iš atminties disko. Daugelį metų šį procesą tvarkė išplėstinė pagrindinio kompiuterio valdiklio sąsaja. Jis įrašytas į visas šiuo metu rinkoje esančias operacines sistemas, todėl SATA diskai yra prijungti ir paleisti. Nereikia jokių papildomų tvarkyklių.
Nors ši technologija puikiai veikė su senesnėmis, lėtesnėmis technologijomis, tokiomis kaip standieji diskai ir USB atmintinės, ji sulaiko greitesnius SSD. Nors AHCI komandų eilėje gali būti 32 komandos, ji vienu metu gali apdoroti tik vieną komandą, nes yra tik viena eilė.
Štai kur atsiranda nenutrūkstamos atminties ekspreso komandų rinkinys. Jame yra 65 536 komandų eilės, kurių kiekviena gali turėti 65 536 komandas vienoje eilėje. Tai leidžia lygiagrečiai apdoroti saugojimo komandas į diską. Tai nėra naudinga kietajam diskui, nes dėl disko galvučių ji apsiriboja viena komanda. Tačiau kietojo kūno diskuose su keliais atminties lustais jis gali padidinti pralaidumą vienu metu įrašydamas kelias komandas į skirtingus lustus ir langelius.
Tai nauja technologija ir nėra integruota į daugumą operacinių sistemų rinkoje. Daugeliui operacinių sistemų reikia įdiegti papildomas tvarkykles, kad diskai galėtų naudoti naują NVMe technologiją. SATA Express diskų greičiausio našumo įdiegimas gali užtrukti.
SATA Express palaiko bet kurį iš dviejų būdų. Galite naudoti naują technologiją su AHCI tvarkyklėmis ir galbūt vėliau pereiti prie naujesnių NVMe standartų, kad pagerintumėte našumą, todėl gali reikėti iš naujo suformatuoti diską.
Kitos SATA 3.2 specifikacijų funkcijos
Naujos SATA specifikacijos suteikia daugiau nei nauji ryšio metodai ir jungtys. Dauguma jų yra skirti mobiliesiems kompiuteriams, tačiau gali būti naudingi ir kitiems nemobiliesiems kompiuteriams.
Žymiausia energijos taupymo funkcija yra DevSleep režimas. Tai naujas maitinimo režimas, leidžiantis saugykloje esančioms sistemoms beveik užmigdyti. Šis režimas sumažina energijos suvartojimą, kai veikia miego režimas, kad pailgėtų specialių nešiojamųjų kompiuterių, įskaitant su SSD ir mažu energijos suvartojimu sukurtus „Ultrabook“, veikimo laikas.
Kietojo kūno hibridinės pavaros taip pat turi naudos iš naujų standartų, nes standartai papildė naujus optimizavimus. Esant dabartiniams SATA diegimams, disko valdiklis nustato, kurie elementai turi būti ir kurie neturėtų būti talpykloje, atsižvelgdami į tai, ko prašoma. Naudodama naują struktūrą, operacinė sistema nurodo disko valdikliui, kuriuos elementus ji turi laikyti talpykloje, todėl sumažėja disko valdiklio apkrova ir pagerėja našumas.
Pagaliau yra funkcija, skirta naudoti su RAID disko nustatymais. Vienas iš RAID tikslų yra duomenų perteklius. Sugedus diskui, diskas pakeičiamas, o duomenys atkuriami iš kontrolinės sumos. Naujas SATA 3.2 standartų procesas pagerina atkūrimo procesą, nes atpažįsta, kurie duomenys yra pažeisti, palyginti su tuo, kurie nėra.
Įdiegimas ir kodėl tai nepasirodė iš karto
SATA Express yra oficialus standartas nuo 2013 m. pabaigos. Jis pateko į kompiuterių sistemas tik tada, kai 2014 m. pavasarį buvo išleisti Intel H97/Z97 mikroschemų rinkiniai. Nors pagrindinėse plokštėse buvo naujoji sąsaja, paleidimo metu joks diskas jos nenaudojo.
Priežastis, kodėl sąsaja greitai neprigijo, yra M.2 sąsaja. Jis naudojamas tik kietojo kūno diskams, kuriuose naudojamas mažesnis formos koeficientas. Magnetinių plokštelių diskai sunkiai viršija SATA standartus. M.2 turi daugiau lankstumo, nes jis nepriklauso nuo didesnių diskų. Jis taip pat gali naudoti keturias PCI Express juostas, o tai reiškia greitesnį diską nei dvi SATA Express juostos.
AMD 2017 m. kovo pradžioje išleido savo „Ryzen“mikroprocesorius, suteikdamas integruotą SATA Express palaikymą AMD Socket AM4 platformai.
